5G NR 或 5G 新空口是什麼？

01-21

打個比方。

你要和你妹子商量一些事情。

如何商量呢？當然是通過對話。比如你和你妹子之間發生了以下對話

你妹子：最近我想買支口紅

你：買買買！不買不是人！

在這個對話過程中發生了什麼呢？你妹子表達了「想買口紅」這個意思，你表達了「支持」的態度。你們兩個表達的這個意思，可以認為是「信息」。

那麼數據是如何在你們兩個之間傳遞的呢？通過對話。

那麼這個對話是如何成立的呢？首先你倆說的都是中文（編碼），其次你倆都遵循了合理的語法結構（調製），再次你倆都用聲帶振動發聲，用耳朵等聽覺感官接收（波形，天線）。

因此，所謂「空口」，就是說如何通過電磁波來承載所需要發送的信息的一系列規範。（空這個字的英文對應的是radio，可以意會一下）而所謂「新空口」，就是比較新的空口，其新舊是相對於4G LTE而言的。

P.S. 我實在是服了這幫搞工程的人們的用詞水平，直接用new radio這種詞。那將來再更新難道用newer radio？簡直跟當年的new ipad一樣奇葩。

P.P.S. 我才不會告訴你，LTE的本意是long term evolution（長期演進），然後演進到了一定階段變成了LTE-A，LTE Advanced（先進的LTE），現在又提出了LTE-A Pro（專業的LTE-A？）。（我都不知道這種名字如何能翻譯成中文才能不那麼尷尬）

P.P.P.S. 同樣的情況還存在於D2D，device to device（設備到設備），後來增加功能叫eD2D，enhanced D2D（增強的D2D），後來又增加功能叫FeD2D，further enhanced D2D（進一步增強的D2D）。。真是簡單明了。

P.P.P.P.S. 還有更奇葩的，在3G CDMA裡面基站被稱為NodeB（原諒我不太清楚為啥叫這個名字，不過我個人理解B應該指的是Base station，基站？），到了4G LTE裡面基站被稱為eNodeB（對，你沒猜錯，是enhanced NodeB），到了5G NR叫gNodeB。我在想，這個g是什麼單詞的首字母？想來想去想不到，查了一下，gNodeB的全名是NR NodeB。說好的g呢？

5G空口的基本波形和4G一樣，都是基於OFDMA。不過5G的應用場景比4G廣泛得多，比如頻段有低頻和高頻（毫米波），使用對象除了人，還有設備——設備通信，對時延、速度等要求各不相同。因此5G空中針對不同的場景（主要分為eMBB、mMTC、URLLC），配置不同的參數，分別進行針對性優化。

基站和終端的通話規範空中介面

謝邀，我並不是做開發的，但就說說我知道的吧，頻段會向更高發展，具體多少不清楚，估計會6G頻段吧，而且聽說能在不同的頻段混合使用。別的就聽其他專家來說吧。

這是ITU-R的5G雷達圖，現有LTE不能滿足要求，所以要另起爐灶，即是5G NR。

5G NR使用了新型多載波、新型多址、新型編碼、Massive MIMO、新型幀結構等新技術，實現了速率、時延、可靠性的高要求。

具體可以參見3gpp的規範。

雖然我不知道是什麼，但是我隨便百度下就看到一堆文章介紹。。。

自己去看百度，空口，就是空中介面，簡單來說，在有線通信中，一根網線或者光纜就能傳輸信號了，但是無線通信中，手機要和基站之間互相交換數據，就需要走這個空中介面。因為5G要實現萬物互聯，4G中採用的OFDM等空口技術已經不能滿足需求了。5G新空口技術目前來說主要有三種（百度來的）：

新波形F-OFDM（Filtered OFDM）

基礎波形的設計是實現統一空口的基礎，同時兼顧靈活性和頻譜的利用效率。4G的OFDMO滿足不了5G時代的要求。OFDM將高速率數據通過串/並轉換調製到相互正交的子載波上去，並引入循環前綴，較好地解決了令人頭疼的碼間串擾問題，在4G時代大放異彩，但OFDM最主要的問題就是不夠靈活。未來，不同的應用對空口技術的要求迥異，例如毫秒級時延的車聯網業務要求極短的時域Symbol和TTI，這就需要頻域較寬的子載波間隔。F-OFDM能為不同業務提供不同的子載波間隔和Numerology，以滿足不同業務的時頻資源需求。此時不同帶寬的子載波之間本身不再具備正交特性，需要引入保護帶寬，例如OFDM就需要10%的保護帶寬，這樣一來，F-OFDM的靈活性是保證了，頻譜利用率會不會降低？正所謂魚與熊掌不可兼得，靈活性與系統開銷一向是一對矛盾。但是，F-OFDM通過優化濾波器的設計大大降低了帶外泄露，不同子帶之間的保護帶開銷可以降至1%左右，不僅大大提升了頻譜的利用效率，也為將來利用碎片化的頻譜提供了可能。

總的來說，F-OFDM在繼承了OFDM的全部優點（頻譜利用率高、適配MIMO等）的基礎上，又克服了OFDM的一些固有缺陷，進一步提升了靈活性和頻譜利用效率，是實現5G空口切片的基礎技術。

新多址技術SCMA（Sparse Code Multiple Access）

多址技術決定了空口資源的分配方式，也是進一步提升連接數和頻譜效率的關鍵。通過F-OFDM已經實現了在頻域和時域的資源靈活復用，並把保護帶寬降到了最小，那麼為了進一步壓榨頻譜效率，還有哪些域的資源可以復用？最容易想到的自然是空域和碼域。空分復用的MIMO技術在LTE時代就提出來了，在5G時代會通過更多的天線數來進一步發揚光大。那碼域呢，在LTE時代它好像被遺忘了，在5G時代能否再現輝煌？

SCMA正是採用這一思路，引入稀疏碼本，通過碼域的多址實現了連接數的3倍提升。

SCMA通過引入稀疏碼域的非正交，在可接受的複雜度前提下，經過外場測試驗證，相比OFDMA，上行可以提升3倍連接數，下行採用碼域和功率域的非正交復用，可顯著提升下行用戶的吞吐率超過50%以上。同時，由於SCMA允許用戶存在一定衝突，結合免調度技術可以大幅降低數據傳輸時延，以滿足1ms的空口時延要求。

新編碼技術Polar Code

編碼技術的終極目標——香農極限：信道編碼的目標，是以儘可能小的開銷確保信息的可靠傳送。在同樣的誤碼率下，所需要的開銷越小，編碼效率越高，自然頻譜效率也越高。對於信道編碼技術的研究者而言，香農極限是無數人皓首窮經、孜孜以求的目標。在過去的半個多世紀中提出了多種糾錯碼技術，例如RS碼、卷積碼、Turbo碼和LDPC碼等，並在各種通信系統中進行了廣泛應用，但是以往所有實用的編碼方法都未能達到香農極限，直到Polar Code橫空出世。

Polar Code基本原理：2007年，土耳其比爾肯大學教授Erdal Arikan首次提出了信道極化的概念，基於該理論，他給出了人類已知的第一種能夠被嚴格證明達到香農極限的信道編碼方法，並命名為極化碼（Polar Code）。這一突破如一道閃電，劃破漫長而又黑暗的夜空，在編碼技術史上具有劃時代的意義。Polar碼具有明確而簡單的編碼和解碼演算法。通過信道編碼學者的不斷努力，當前Polar碼所能達到的糾錯性能超過目前廣泛使用的Turbo碼和LDPC碼。

Polar碼的優點，首先是相比Turbo碼更高的增益，在相同的誤碼率前提下，實測Polar碼對信噪比的要求要比Turbo碼低0.5～1.2dB，更高的編碼效率等同於頻譜效率的提升。其次，Polar碼得益於漢明距離和SC演算法設計的好，因此沒有誤碼平層，可靠性相比Turbo碼大大提升（Turbo碼採用的是次優解碼演算法，所以有誤碼平層），對於未來5G超高可靠性需求的業務應用（例如遠程實時操控和無人駕駛等），能真正實現99.999%的可靠性，解決垂直行業可靠性的難題。第三，Polar Code的解碼採用了基於SC的方案，因此解碼複雜度也大大降低，這樣終端的功耗就大大降低了，在相同解碼複雜度情況下相比Turbo碼可以降低功耗20多倍，對於功耗十分敏感的物聯網感測器而言，可以大大延長電池壽命。

簡單總結下這3大空口物理層技術：F-OFDM是實現統一空口的基礎波形，結合靈活的Numerology以實現空口切片。SCMA和Polar Code在F-OFDM的基礎上，進一步提升了連接數、可靠性和頻譜效率，滿足了ITU對5G的能力要求。因此，這3大物理層關鍵技術成為構建華為5G新空口理念的基石。

我也是百度來的，是說5G的所有物理層，鏈路層，網路層規範集合稱為5G NR。相對於4G radio主要區別在於物理層，包括波形、調製、編碼、雙工、天線、接入等